DE10356654A1 - Removal of metal layers used in fabricating semiconductor device comprises removing metal layers with cleaning solution comprising acid solution and oxidation agent containing iodine - Google Patents
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Abstract
Description
GEBIET DER ERFINDUNGAREA OF INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Entfernen von unerwünschten Schichten in Halbleitervorrichtungen und insbesondere eine Lösung und ein Verfahren zum Entfernen von unerwünschten Schichten, die in einem Silidationsverfahren ausgebildet worden sind.The present invention relates to generally a method of removing unwanted layers in semiconductor devices and especially a solution and a method for removing unwanted layers in one Silidation procedures have been trained.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION
Ein herkömmliches Halbleiterherstellungsverfahren enthält unter anderem ein photolithographisches Verfahren zum Ausbilden einer Isolationsschicht und einer Leitungsschicht auf einem Substrat. Das photolithographische Verfahren weist ein Ausbilden eines Photoresistmusters auf einer darunterliegenden Schicht, die zu mustern ist, auf, sowie ein Ätzen der Schicht, die durch das Photoresistmuster freigelegt worden ist, und ein anschließendes Entfernen des Photoresistmusters. Außerdem können organische Materialien oder ein Polymer durch die Reaktion zwischen der zu ätzenden unterliegenden Schicht und dem Ätzgas entstehen. Das Photoresistmuster und die organischen Materialien oder Polymere werden herkömmlicherweise durch ein Sauerstoffplasmaveraschen (oxygen plasma ashing) und ein Schwefelsäure-Strip-Verfahren entfernt.A conventional semiconductor manufacturing process contains among other things, a photolithographic process for formation an insulation layer and a line layer on a substrate. The photolithographic method involves forming a photoresist pattern on an underlying layer to be patterned on, as well as an etching of the Layer that has been exposed by the photoresist pattern and a subsequent one Remove the photoresist pattern. It can also use organic materials or a polymer by the reaction between the one to be etched underlying layer and the etching gas arise. The photoresist pattern and organic materials or polymers are becoming conventional by oxygen plasma ashing and an Sulfuric acid strip method away.
Die Betriebsgeschwindigkeit der Vorrichtungen weist einen engen Bezug zu den Widerständen der Source/Drain-Bereiche auf. Um die Betriebsgeschwindigkeit einer Vorrichtung zu erhöhen wird daher ein Metall-Silidationsverfahren für das Ausbilden von Halbleitervorrichtungen verwendet. Das Silidationsverfahren weist ein Ausbilden einer Kobaltsilizidschicht auf, die einen geringeren Widerstand als Silizium aufweist, aus bzw. durch eine Reaktion zwischen Kobalt und Silizium einer vorbestimmten Temperatur auf. Bei dem Silidationverfahren sollte das Kobalt, das nicht reagiert hat, entfernt werden, ohne die Kobaltsilizidschicht zu entfernen.The operating speed of the devices has a close relationship to the resistances of the source / drain regions on. To increase the operating speed of a device hence a metal silidation process for forming semiconductor devices used. The silidation process involves forming a cobalt silicide layer which has a lower resistance than silicon or by a reaction between cobalt and silicon of a predetermined Temperature up. In the silidation process, the cobalt, the has not responded to be removed without the cobalt silicide layer to remove.
Bei einem herkömmlichen Kobaltsilizidverfahren wird überdies eine Titannitridschicht ausgebildet, um so eine Oxidation des Kobalts und eine Agglomeration der Silizidschicht in dem Silizidverfahren zu verhindern. Daher sollte bzw. muß nach der Ausbildung der Silizidschicht auch die Titannitridschicht entfernt werden.In a conventional cobalt silicide process will also a titanium nitride layer is formed so as to oxidize the cobalt and agglomeration of the silicide layer in the silicide process prevent. Therefore, after the formation of the silicide layer, should or must the titanium nitride layer can also be removed.
Falls diese Schichten nicht entfernt werden, können diese Schichten als Verunreinigungsquellen dienen und einen elektrischen Kurzschluß mit benachbarten Leitern bilden.If these layers are not removed can be these layers serve as sources of contamination and an electrical one Short circuit with form adjacent conductors.
Herkömmlicherweise werden bei dem Silidationsverfahren die Metallschichten, die nicht reagiert haben, und die Titannitridschichten durch ein Lösungsgemisch entfernt, das Peroxid (H2O2) enthält, d.h. ein starkes Oxidationsmittel.Conventionally, in the silidation process, the metal layers that have not reacted and the titanium nitride layers are removed by a mixed solution containing peroxide (H 2 O 2 ), that is, a strong oxidizing agent.
Da aus ökonomischer Sicht die Halbleitervorrichtungen immer höher integriert werden, kann eine herkömmliche Polysilizium-Gate-Elektrode die Ansprüche an eine geeignete Betriebsgeschwindigkeit und die Eigenschaft an den Schichtwiderstand (sheet resistance) der Gate-Elektrode nicht länger erfüllen. Daher wird eine Metallschicht, wie etwa eine Wolframschicht, welche einen Widerstand aufweist, der geringer ist als der der Polysiliziumschicht, auf der Polysilizium-Gate-Elektrode aufgebracht, um eine Metall-Gate-Elektrode auszubilden. Daher sollte das einen niedrigen Widerstand aufweisende Wolfram-Gate ebenso nicht geätzt (bzw. entfernt) werden. Außerdem sollte eine Metallzwischenverbindung mit Wolfram (z.B. eine Wortleitung oder eine Bitleitung) nicht durch die Reinigungslösung geätzt werden.Because from an economic point of view, the semiconductor devices higher and higher can be integrated, a conventional polysilicon gate electrode the requirements to an appropriate operating speed and property not the sheet resistance of the gate electrode longer fulfill. Therefore, a metal layer, such as a tungsten layer, which has a resistance which is lower than that of the polysilicon layer, applied to the polysilicon gate electrode to form a metal gate electrode train. Therefore, it should have a low resistance Tungsten gate also not etched (or removed). Moreover should have a metal interconnect with tungsten (e.g. a word line or a bit line) cannot be etched by the cleaning solution.
Das bei den herkömmlichen Silidationsverfahren verwendete Peroxid ätzt jedoch das Wolfram. Daher können Hochgeschwindigkeitsvorrichtungen nicht unter Verwendung des herkömmlichen Peroxids ausgebildet werden.That with the conventional silidation processes Peroxide used etches however, the tungsten. Therefore can High speed devices not using the conventional one Peroxide are formed.
Da jedoch der Bedarf an Hochgeschwindigkeitsvorrichtungen weiter ansteigt, besteht demgemäß ein Bedarf nach einer neuen Reinigungslösung, die selektiv Metallschichten, wie etwa eine Titannitridschicht und eine Kobaltschicht selektiv entfernen kann, ohne dabei das Entfernen von Metallschichten wie etwa eine Kobaltsilizidschicht oder eine Wolframschicht zu fördern.However, because of the need for high speed devices accordingly, there is a need for a new cleaning solution that selectively metal layers, such as a titanium nitride layer and a Can remove cobalt layer selectively without removing it of metal layers such as a cobalt silicide layer or a Promote tungsten layer.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Reinigungslösung sowie ein Verfahren, das diese Reinigungslösung verwendet, zum selektiven Entfernen von Schichten bei einer Halbleiterherstellung zu schaffen, das dem oben genannten Bedarf Rechnung trägt.The object of the present invention is therefore a cleaning solution and a method using this cleaning solution for selective To remove layers in a semiconductor manufacturing process that takes account of the above-mentioned needs.
Diese Aufgabe wird jeweils durch die Merkmale der Ansprüche 1, 7, 11, 25 und 35 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen einer solchen Reinigungslösung bzw. eines solchen Verfahrens bilden Gegenstand der den unabhängigen Ansprüchen nachgeordneten Ansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut zu wiederholen.This task is accomplished by the characteristics of the claims 1, 7, 11, 25 and 35 solved. Advantageous refinements and developments of such a cleaning solution or such a method form the subject of the independent claims Expectations, the content of which is hereby expressly stated is made part of the description without going at this point to repeat the wording.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Reinigungslösung vorzusehen, die eine Titannitridschicht und eine Metallschicht, die nicht in einem Silidationsverfahren reagiert hat, selektiv zu entfernen, sowie ein Verfahren zum Entfernen der Titannitridschicht und der Metallschicht, die nicht reagiert hat, unter Verwendung dieser Reinigungslösung.One aspect of the present invention is a cleaning solution to provide a titanium nitride layer and a metal layer, that did not react in a silidation process, selectively remove, and a method of removing the titanium nitride layer and using the metal layer that has not responded this cleaning solution.
Es ist ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungslösung zu schaffen. die das Titannitrid und die Metallschicht, die nicht reagiert hat, selektiv zu entfernen, ohne dabei Wolfram und Silizidschichten bei einem Silidationsverfahren, das ein Wolfram-Gate-Verfahren verwendet, zu entfernen, sowie ein Verfahren zum Entfernen der Schichten unter Verwendung dieser Reinigungslösung.It is another aspect of the present invention to provide a cleaning solution. which selectively remove the titanium nitride and the unreacted metal layer without removing tungsten and silicide layers in a silicidation process using a tungsten gate process and a process for removing the Layers using this cleaning solution.
Es ist ferner ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Reinigungslösung zu schaffen, die Metallschichten selektiv entfernt und ebenso eine Photoresistschicht und organische Materialien in dem Silidationsverfahren entfernt, sowie ein Verfahren zum Entfernen der Schichten unter Verwendung dieser Reinigungslösung.It is also an aspect of the present Invention, a cleaning solution to create the metal layers selectively removed and also one Photoresist layer and organic materials in the silidation process removed, as well as a method of removing the layers underneath Use this cleaning solution.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, enthält die Reinigungslösung eine Säurelösung und ein Oxidationsmittel, das Jod enthält. Die Reinigungslösung kann ferner Wasser enthalten. Dies dient dem Erhöhen eines Dissoziationsgrades der Säurelösung und des Jod enthaltenden Oxidationsmittels. Somit wird die Reinigungsfähigkeit des Oxidationsmittels und der Säurelösung verbessert. Bei einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Reinigungslösung Wasser in einer Menge von ungefähr 30 wt% oder weniger, und ein Jod enthaltendes Oxidationsmittel in einer Menge von 0,003 bis 10 wt%. Die Säurelösung kann Schwefelsäure, Phosphorsäure oder eine Mischung daraus enthalten. Das Oxidationsmittel, das Jod enthält, enthält ein oder mehrere Jodate, wie etwa KIO3, NHI4O3, LiIO3, CaIO3 und BaIO3. Falls die Reinigungslösung Wasser enthält, kann das Jod enthaltende Oxidationsmittel neben den Jodaten ferner KI, NH4I oder ein Gemisch daraus enthalten. Das heißt, das Oxidationsmittel, das Jod enthält, enthält zumindest eine Verbindung aus der Gruppe bestehend aus KIO3, NH4IO3, LiIO3, CaIO3, BaIO3, KI und NH4I. Falls die Schwefelsäure als die Säurelösung verwendet wird, kann die Konzentration der Schwefelsäure ungefähr 96% oder mehr betragen.According to at least one embodiment of the present invention, the cleaning solution contains an acid solution and an oxidizing agent that contains iodine. The cleaning solution can also contain water. This serves to increase a degree of dissociation of the acid solution and the oxidizing agent containing iodine. The cleaning ability of the oxidizing agent and the acid solution is thus improved. In an exemplary embodiment, the cleaning solution contains water in an amount of about 30 wt% or less and an oxidizing agent containing iodine in an amount of 0.003 to 10 wt%. The acid solution can contain sulfuric acid, phosphoric acid or a mixture thereof. The oxidizing agent containing iodine contains one or more iodates such as KIO 3 , NHI 4 O 3 , LiIO 3 , CaIO 3 and BaIO 3 . If the cleaning solution contains water, the iodine-containing oxidizing agent can also contain KI, NH 4 I or a mixture thereof in addition to the iodates. That is, the oxidizing agent containing iodine contains at least one compound from the group consisting of KIO 3 , NH 4 IO 3 , LiIO 3 , CaIO 3 , BaIO 3 , KI and NH 4 I. If sulfuric acid is used as the acid solution , the concentration of sulfuric acid can be about 96% or more.
Die Säurelösung und das Jod enthaltende Oxidationsmittel entfernen wirksam Titannitrid und Kobalt und entfernen ebenso eine Photoresistschicht und organische Materialien. Andererseits ätzen die Säurelösung und das Jod enthaltende Oxidationsmittel nicht eine Kobaltsilizidschicht und Wolfram. Das Jod enthaltende Oxidationsmittel reagiert mit Silizium einer Metallsilizidschicht und bildet ein Siliziumoxid (SiOx) darauf als eine Passivierungsschicht. Die Siliziumoxidschicht weist einen sehr starken Säure schutz gegen die Schwefelsäure auf. Daher ist die Metallsilizidschicht geschützt. Außerdem reagiert das Jod enthaltende Oxidationsmittel mit Wolfram und bildet eine Passivierungsschicht, wie etwa Wolframtrioxid (WO3) darauf aus. Die Wolframtrioxidierungsschicht ist eine sehr stabile Schicht in einer sauren Lösung. Daher wird Wolfram vor Korrosion geschützt.The acid solution and oxidizing agent containing iodine effectively remove titanium nitride and cobalt and also remove a photoresist layer and organic materials. On the other hand, the acid solution and the oxidizing agent containing iodine do not etch a cobalt silicide layer and tungsten. The oxidizing agent containing iodine reacts with silicon of a metal silicide layer and forms a silicon oxide (SiO x ) thereon as a passivation layer. The silicon oxide layer has a very strong acid protection against the sulfuric acid. The metal silicide layer is therefore protected. In addition, the oxidizing agent containing iodine reacts with tungsten and forms a passivation layer, such as tungsten trioxide (WO 3 ) thereon. The tungsten trioxide layer is a very stable layer in an acidic solution. Therefore, tungsten is protected against corrosion.
Die Reinigungsfähigkeit der Reinigungslösung ist proportional zur Temperatur. Beispielsweise kann die Reinigung bei einem Temperaturbereich von ungefähr Raumtemperatur bis ungefähr 120° ausgeführt werden. Die Reinigungskapazität der Reinigungslösung ist ebenso proportional zu der hinzugegebenen Menge an Wasser. Die Wassermenge, die der Reinigungslösung zugegeben wird, beträgt ungefähr 30 wt% oder weniger.The cleanability of the cleaning solution is proportional to temperature. For example, cleaning at a temperature range from about room temperature to about 120 °. The cleaning capacity the cleaning solution is also proportional to the amount of water added. The Amount of water that the cleaning solution added is approximately 30 wt% Or less.
Ein Verfahren zum selektiven Entfernen einer Metallschicht gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die folgenden Schritte. Ein Transistor wird auf einem Siliziumsubstrat ausgebildet. Der Transistor enthält Source/Drain-Bereiche und eine Gate-Elektrode. Eine Metallschicht, die die Silizidschicht ausbildet, wird über dem freigelegten Substrat ausgebildet. Eine Titannitridschicht wird über der Metallschicht ausgebildet. Ein thermisches Silidationsverfahren wird ausgeführt, um das Silizium mit der Metallschicht reagieren zu lassen. Das heißt, das Silizium des freigelegten Source/Drain-Bereiches und die Metallschicht, die damit direkt in Kontakt steht, reagieren miteinander, um eine Metallsilizidschicht auszubilden. Unter Verwendung einer Reinigungslösung wird eine Metallschicht, die bei dem Silidationsverfahren nicht reagiert hat, und die Titannitridschicht entfernt. In diesem Fall enthält die Reinigungslösung eine Säurelösung und ein Oxidationsmittel, das Jod enthält. Vorzugsweise enthält die Reinigungslösung ferner Wasser. Die Reinigungslösung kann Wasser in einer Menge von ungefähr 30 wt% oder weniger, und das Jod enthaltende Oxidationsmittel in einer Menge von ungefähr 0,003 bis 10 wt% enthalten.A method of selective removal a metal layer according to one embodiment of the invention the following steps. A transistor is placed on a silicon substrate educated. The transistor contains Source / drain areas and a gate electrode. A layer of metal, which forms the silicide layer, is over the exposed substrate educated. A titanium nitride layer is formed over the metal layer. A thermal silidation process is carried out to the silicon with the Metal layer to react. That is, the silicon of the exposed Source / drain area and the metal layer that is directly in it Contact is made to react with each other to form a metal silicide layer train. Using a cleaning solution, a metal layer, that did not react in the silidation process, and the titanium nitride layer away. In this case contains the cleaning solution an acid solution and an oxidizing agent that contains iodine. The cleaning solution preferably also contains Water. The cleaning solution can Water in an amount of approximately 30 wt% or less, and the oxidizing agent containing iodine in a lot of about Contain 0.003 to 10 wt%.
Eine beispielhafte Ausführungsform für ein Verfahren zum Ausbilden des Transistors enthält die folgenden Schritte.An exemplary embodiment for a procedure to form the transistor includes the following steps.
Eine Gate-Isolationsschicht, eine Polysiliziumschicht, eine Wolframschicht und eine Deckisolationsschicht werden sequentiell auf dem Siliziumsubstrat ausgebildet. Ein Photoresistmuster wird über der Decknitridschicht ausgebildet und unter Verwendung des Photoresistmusters als eine Ätzmaske werden die darunter ausgebildeten Schichten sukzessiv geätzt, um die Gate-Elektrode auszubilden. Anschließend wird das Photoresistmuster entfernt. Die Source/Drain-Bereiche werden in dem Siliziumsubstrat zu beiden Seiten der Gate-Elektrode durch Durchführen eines Jonenimplantationsverfahrens ausgebildet und Nitrid-Spacer werden auf den Seitenwänden der Gate-Elektrode ausgebildet. In diesem Fall kann das Photoresistmuster unter Verwendung der Reinigungslösung entfernt werden. Die Metallschicht enthält zumindest Kobalt, Titan oder Nickel.One gate insulation layer, one Polysilicon layer, a tungsten layer and a cover insulation layer are sequentially formed on the silicon substrate. A photoresist pattern is about the Cover nitride layer formed and using the photoresist pattern as an etching mask the layers formed below are successively etched in order to to form the gate electrode. Then the photoresist pattern away. The source / drain regions are in the silicon substrate on either side of the gate electrode by performing an ion implantation procedure and nitride spacers are formed on the side walls of the gate electrode educated. In this case, the photoresist pattern can be used the cleaning solution be removed. The metal layer contains at least cobalt, titanium or nickel.
Gemäß dem vorstehend erwähnten Verfahren ätzt die Lösungsschicht nicht eine Metallsilizidschicht und Wolfram, die eine Gate-Elektrode mit einem niedrigen Widerstand bilden, sondern ätzt selektiv eine Titannitridschicht und eine Metallschicht, die nicht reagiert hat. Daher können eine Silidationsverfahren und ein Wolframmetall-Gate-Verfahren zusammen verwendet werden.According to the above-mentioned method, the solution layer not a metal silicide layer and tungsten, which is a gate electrode with a low resistance, but selectively etches a titanium nitride layer and a metal layer that didn't respond. Therefore, one Silidation process and a tungsten metal gate process can be used together.
Eine Ausführungsform des Verfahrens zum Ausbilden eines Transistors kann die folgenden Schritte aufweisen. Eine Gate-Isolationsschicht und eine Polysiliziumschicht werden sequentiell über dem Siliziumsubstrat ausgebildet. Ein Photoresistmuster wird über der Polysiliziumschicht ausgebildet und die Gate-Elektrode wird durch ein sukzessives Ätzen der darunter ausgebildeten Schichten unter Verwendung des Photoresistmusters als eine Ätzmaske ausgebildet. Anschließend wird das Photoresistmuster entfernt. Die Source/Drain-Bereiche werden in dem Siliziumsubstrat zu beiden Seiten der Gate-Elektrode durch Durchführen eines Ionen-Implantationsverfahrens ausgebildet. Nitrid-Spacer werden auf den Seitenwänden der Gate-Elektrode ausgebildet. Wenn die Metallsilizidschicht in den Source/Drain-Bereichen durch eine thermische Silizidbehandlung ausgebildet wird, wird ebenso eine Metallsilizidschicht auf dem Polysilizium an einem oberen Teil der Gate-Elektrode ausgebildet. Somit ist die vorliegende Erfindung auf CMOS-Transistoren anwendbar, welche ein Dual-Polysilizium-Gate verwenden. Das Dual-Polysilizium-Gate wird durch Implantieren von Störstellen des p-Typs in PMOS und durch Störstellen vom n-Typ in NMOS ausgebildet. In diesem Fall kann das Photoresistmuster unter Verwendung der Reinigungslösung entfernt werden.An embodiment of the method for forming a transistor can have the following steps. A gate insulation layer and a polysilicon layer are sequentially formed over the silicon substrate. A photoresist Pattern is formed over the polysilicon layer and the gate electrode is formed by successively etching the layers formed below using the photoresist pattern as an etching mask. The photoresist pattern is then removed. The source / drain regions are formed in the silicon substrate on both sides of the gate electrode by performing an ion implantation process. Nitride spacers are formed on the side walls of the gate electrode. When the metal silicide layer is formed in the source / drain regions by thermal silicide treatment, a metal silicide layer is also formed on the polysilicon at an upper part of the gate electrode. Thus, the present invention is applicable to CMOS transistors that use a dual polysilicon gate. The dual polysilicon gate is formed by implanting p-type impurities in PMOS and n-type impurities in NMOS. In this case, the photoresist pattern can be removed using the cleaning solution.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSHORT DESCRIPTION THE DRAWING
Andere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im folgenden aus der detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung, die Ausführungsformen der Erfindung darstellt, ersichtlich. Ebenso ist es jedoch offensichtlich, daß die Zeichnungen lediglich zu illustrativen Zwecken gedacht sind und nicht als eine Begrenzung des Umfangs der Erfindung.Other aspects and features of the present Invention will become apparent from the detailed description hereinafter in connection with the accompanying drawing, the embodiments represents the invention can be seen. However, it is also obvious that the Drawings are intended for illustrative purposes only and not as a limitation on the scope of the invention.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, in welcher bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind, eingehender beschrieben. Die Erfindung kann jedoch in zahlreichen verschiedenen Formen ausgeführt sein und sollte nicht auf die hier dargestellten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Vielmehr dienen diese Ausführungsformen dazu, die Offenbarung sorgfältig und vollständig zu machen, sowie dem Fachmann den Umfang der Erfindung vollständig zu vermitteln. Bei den Figuren der Zeichnung ist die Dicke der Schichten und Bereiche aus Gründen der Klarheit übertrieben dargestellt. Ebenso ist es offensichtlich, daß wenn eine Schicht als auf "auf" einer anderen Schicht oder einem anderen Substrat bezeichnet wird, diese direkt auf der anderen Schicht oder dem anderen Substrat sich befinden kann, oder ebenso dazwischenliegende Schichten vorhanden sein können.The present invention is described in following with reference to the accompanying drawing, in which preferred embodiments of the invention are described in more detail. The invention can, however, be implemented in numerous different forms and should not be limited to the embodiments shown here become. Rather, these embodiments serve the purpose of disclosure careful and completely too make, as well as the expert fully the scope of the invention convey. In the figures of the drawing is the thickness of the layers and areas for reasons exaggerated in clarity shown. Likewise, it is obvious that if one layer is on top of another layer or another substrate is called, this directly on the another layer or the other substrate, or intermediate layers may also be present.
Ferner können Zwischensichten zwischen dem
Substrat
Gemäß
Die Reinigungslösung kann ferner Wasser enthalten, um so die Reinigungsfähigkeit der Säurelösung und des Jod enthaltenden Oxidationsmittels zu verbessern. Wasser erhöht den Dissoziationsgrad der Säurelösung und des Jod enthaltenden Oxidationsmittels. Daher ist das hinzugegebene Wasser proportional zu der Reinigungskapazität der Reinigungslösung. Die Reinigungslösung kann Wasser von ungefähr 30 wt% oder weniger enthalten. Die Reinigungslösung kann das Jod enthaltende Oxidationsmittel mit ungefähr 0,003 bis 10 wt% enthalten.The cleaning solution may further contain water so as to improve the cleaning ability of the acid solution and the iodine-containing oxidizing agent. Water increases the degree of dissociation of the acid solution and the oxidizing agent containing iodine. Therefore, the water added is proportional to the cleaning capacity of the cleaning solution. The cleaning solution can contain water of about 30 wt% or less. The Cleaning solution can contain the oxidizing agent containing iodine in about 0.003 to 10 wt%.
Die Reinigungszeit verhält sich umgekehrt proportional zur Temperatur. Das heißt, die Reinigungskapazität ist proportional zur Temperatur. Die Reinigung kann von Raumtemperatur ab bis etwa 120°C durchgeführt werden. Jedoch können Abhängig von dem Verfahren die Verfahrensbedingungen geändert werden und dies ist dem Fachmann offensichtlich.The cleaning time behaves inversely proportional to temperature. That means the cleaning capacity is proportional to temperature. Cleaning can be carried out from room temperature up to around 120 ° C. However, can Dependent of the process the process conditions are changed and this is the Expert obviously.
Wie in
Gemäß
Gemäß
Das Titannitrid
Die Reinigungslösung ist eine Mischlösung, die eine Säurelösung und ein Jod enthaltendes Oxidationsmittel enthält. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform enthält die Reinigungslösung ferner Wasser. Die Reinigungslösung kann Wasser in einer Menge von 30 wt% oder weniger enthalten. Außerdem kann die Reinigungslösung das Jod enthaltende Oxidationsmittel mit einer Menge von ungefähr 0,003 bis ungefähr 10 wt% enthalten. Die Reinigungszeit verhält sich umgekehrt proportional zur Temperatur. Das heißt, die Reinigungskapazität verhält sich proportional zur Temperatur. Das Reinigungsverfahren kann in einem Temperaturbereich von ungefähr Raumtemperatur bis ungefähr 120°C ausgeführt werden.The cleaning solution is a mixed solution that an acid solution and contains an oxidizing agent containing iodine. In this exemplary embodiment contains the cleaning solution also water. The cleaning solution may contain water in an amount of 30 wt% or less. Besides, can the cleaning solution the oxidizing agent containing iodine in an amount of about 0.003 to approximately 10 wt% included. The cleaning time is inversely proportional to temperature. This means, the cleaning capacity behave is proportional to the temperature. The cleaning process can be done in in a temperature range from about room temperature to about 120 ° C.
Die Schicht
Nach Entfernen der Titannitridschicht
Eine Silizidschicht ist zwischen
den Siliziumleitungsmuster
Gemäß
Gemäß
Ein Photoresistmuster
Nitrid-Spacer
Gemäß
Das heißt, eine erste Behandlung wird unter Verwendung eines Gemischs aus NH4OH und H2O2 ausgeführt und eine zweite Behandlung wird kontinuierlich unter Verwendung von Flursäure (HF) ausgeführt, um so die native Oxidschicht und das Substrat auszuheilen. Dabei kann das Reinigungsverfahren eine erste Behandlung unter Verwendung eines Gasgemisches aus CF4 und O2 und eine zweite Behandlung unter Verwendung von HF aufweisen.That is, a first treatment is carried out using a mixture of NH 4 OH and H 2 O 2 and a second treatment is carried out continuously using fluoric acid (HF) so as to heal the native oxide layer and the substrate. The cleaning process can have a first treatment using a gas mixture of CF 4 and O 2 and a second treatment using HF.
Eine Titanschicht oder eine Nickelschicht kann
die Kobaltschicht
Gemäß
Gemäß
Gemäß
Die Säurelösung enthält Schwefelsäure, Phosphorsäure oder
ein Gemisch daraus. Das Jod enthaltende Oxidationsmittel enthält zumindest
eine Verbindung aus der Gruppe KIO3, NH4IO3, LiIO3, CaIO3, BAIO3, KI, NH4I. Dies
ist jedoch lediglich ein Beispiel und andere Oxidationsmittel, die
Jod enthalten, können
verwendet werden. Das Jod enthaltende Oxidationsmittel entfernt
die Titannitridschicht
Die Reinigungslösung kann Wasser enthalten. Falls Wasser zu der Reinigungslösung hinzugegeben wird, vermehren sich aktivierte Ionen, die an der Entfernungsreaktion teilnehmen. Bei der beispielhaften Ausführungsform kann die Reinigungslösung Wasser in einer Menge von ungefähr 30 wt% oder weniger und Jod enthaltendes Oxidationsmittel in einer Menge von 0,003 bis 10 wt% enthalten.The cleaning solution can contain water. If water to the cleaning solution is added, activated ions multiply, participating in the removal reaction take part. In the exemplary embodiment, the cleaning solution can be water in an amount of approximately 30 wt% or less and oxidizing agent containing iodine in one Contain amount from 0.003 to 10 wt%.
Die Reinigungszeit ist umgekehrt proportional zur Temperatur. Das heißt, die Reinigungskapazität ist proportional zur Temperatur. Das Reinigungsverfahren kann in einem Temperaturbereich von ungefähr Raumtemperatur bis ungefähr 120°C ausgeführt werden.The cleaning time is inversely proportional to the temperature. This means that the cleaning capacity is proportional to the temperature. The cleaning process can range from about room temperature to about 120 ° C leads.
Im folgenden wird die thermische
Silizidbehandlung eingehender erläutert. Zunächst wird eine erste thermische
Behandlung bei einer geeigneten Temperatur durchgeführt. Die
erste thermische Behandlung bildet eine Zwischenstufensilizidschicht aus,
die stöchiometrisch
fast nur Kobaltmonosilizid (CoSi) und ein wenig Kobaltdisilizid
(CoSi,) aufweist. Nach der ersten Wärmebehandlung wird ein erstes Reinigungsverfahren
unter Verwendung der Reinigungslösung
durchgeführt,
um so die nicht reagierende Kobaltschicht und die Titannitridschicht
zu entfernen. Eine Titannitridschicht wird wieder ausgebildet und
anschließend
eine zweite thermische Wärmebehandlung
bei einer geeigneten Temperatur durchgeführt. Die zweite thermische
Behandlung bildet eine Kobaltsilizidschicht
Gemäß
Als nächstes wird ein Silidationsverfahren durchgeführt. Eine
Metallschicht und eine Titannitridschicht werden zum Ausbilden eines
Silizids ausgebildet. Die Metallschicht kontaktiert nicht nur die
Störstellendiffusionsschichten
Gemäß
Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann unter Verwendung der Reinigungslösung ein nicht reagierendes Metall, wie etwa Kobalt oder Titan, und eine Titannitridschicht in dem Silidationsverfahren effektiv entfernt werden.According to the embodiments of the present Invention can be an unresponsive using the cleaning solution Metal, such as cobalt or titanium, and a titanium nitride layer effectively removed in the silidation process.
Überdies ätzt die Reinigungslösung nicht die Wolframschicht, wie sie etwa in einem Wolfram-Gate-Verfahren benutzt wird. Somit können die Vorrichtungsbetriebseigenschaften verbessert werden. Ebenso kann eine Photoresistschicht und organisches Material effektiv entfernt werden.Moreover, the cleaning solution not the tungsten layer as used in a tungsten gate process is used. So you can the device operating characteristics are improved. As well can effectively remove a layer of photoresist and organic material become.
Während die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit bestimmten und beispielhaften Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, sind zahlreiche Veränderungen und Modifikationen denkbar, ohne das gedankliche Grundkonzept und den Umfang der Erfindung zu verlassen. Es ist zu beachten, daß der Umfang der Erfindung nicht durch die detaillierte Beschreibung der Erfindung beschränkt wird, welche lediglich zu illustrativen Zwecken gedacht ist, sondern vielmehr wird der Gegenstand durch die folgenden Ansprüche bestimmt. Außerdem sollte sie so ausgelegt werden, daß sie alle Verfahren und Vorrichtungen in Übereinstimmung mit den Ansprüchen enthält.While the present invention in connection with certain and exemplary embodiments numerous changes have been described and modifications conceivable without the basic concept and the To leave scope of the invention. It should be noted that the scope the invention not by the detailed description of the invention limited which is intended for illustrative purposes only, but rather, the subject matter is determined by the following claims. Moreover it should be so designed that it incorporates all procedures and devices in accordance with the claims contains.
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